(Khoá luận tốt nghiệp) thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải bệnh viện công suất 200m3 ngày đêm

Những đặc điểm hóa lý của nước thải bệnh viện: Trong nước thải bệnh viện có những chất bẩn khoáng và hữu cơ đặc thù: Các chế phẩm thuốc, các chất khử trùng, các đồng vị phóng xạ được sử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

-

ISO 9001 : 2008

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn:TS Nguyễn Thị Kim Dung

Sinh viên Nguyễn Thị Chiêm

HẢI PHÒNG - 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Kim Dung

Sinh viên : Nguyễn Thị Chiêm

HẢI PHÒNG – 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHềNG

-

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viờn: Nguyễn Thị Chiờm Mó số:120946

Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật mụi trường Tờn đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện cụng suất 200m3/ngày đêm

1 Nội dung và cỏc yờu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, cỏc số liệu cần tớnh toỏn và cỏc bản vẽ)

- Chương 1: Tổng quan về nước thải bệnh viện

- Chương 2: Tớnh toỏn thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện cụng suất 200m3/ngày đêm

- Chương 3: Tớnh toỏn kinh tế

2 Cỏc số liệu cần thiết để thiết kế, tớnh toỏn

Thụng số đầu vào nước thải:

- Lưu lượng thải Q

- Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS

- Nhu cầu oxy sinh hoỏ BOD

- Nhu cầu oxy hoỏ học COD

- pH

- Tổng nitơ

- Tổng photpho

QCVN 28: 2010/BTNMT cột B do Ban soạn thảo quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế biờn soạn, Tổng cục Mụi trường, Vụ Khoa học và Cụng nghệ và Vụ Phỏp chế trỡnh duyệt và được ban hành theo Thụng tư số 39/2010/TT-BTNMT ngày 16 thỏng 12 năm 2010 của

Bộ trưởng Bộ Tài nguyờn và Mụi trường

3 Địa điểm thực tập tốt nghiệp

TRUNG TÂM QUAN TRẮC MễI TRƯỜNG THÀNH PHỐ

HẢI PHềNG

Người hướng dẫn thứ nhất:

Họ và tờn: Nguyễn Thị Kim Dung

Học hàm, học vị: Tiến sỹ

Cơ quan cụng tỏc: Trường Đại học Dõn Lập Hải Phũng

Nội dung hướng dẫn: Hướng dẫn toàn bộ đề tài:

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện cụng suất 200m3/ngày đêm

Đề tài tốt nghiệp được giao ngày thỏng năm 2012

Yờu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 07 thỏng 12 năm 2012

Đó nhận nhiệm vụ ĐTTN Đó giao nhiệm vụ ĐTTN

hướng dẫn

Hải Phũng, ngày thỏng năm 2012

HIỆU TRƯỞNG

1 Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2 Đánh giá chất lượng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…): ………

………

………

………

………

………

………

………

3 Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (ghi cả số và chữ): ………

………

………

Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2012

Cán bộ hướng dẫn (họ tên và chữ ký)

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa

COD Nhu cầu oxy hóa học

TSS Tổng chất rắn lơ lửng

MLSS Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng SVI Chỉ số lắng

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

Bảng 1.1 Thành phần, tính chất nước thải tại một số bệnh viện Hà Nội 3

Bảng 2.1 Thông số đầu vào nước thải 22

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý 23

Bảng 2.3 Thông số thiết kế song chắn rác: 27

Bảng 2.4 Thông số thiết kế bể thu gom nước thải: 28

Bảng 2.5 Thông số thiết kế bể điều hòa: 31

Bảng 2.6 Thông số thiết kế bể phản ứng: 33

Bảng 2.7 Thông số thiết kế bể tạo bông: 37

Bảng 2.8 Thông số thiết kế bể lắng 1: 39

Bảng 2.9 Thông số thiết kế bể aerotank: 45

Bảng 2.10 Thông số thiết kế bể lắng 2: 49

Bảng 2.11 Thông số thiết kế bể nén bùn: 50

Bảng 2.12 Thông số thiết kế bể khử trùng: 51

Bảng 3.1 Chi phí tính toán xây dựng các bể: 52

Bảng 3.2 Chi phí trang thiết bị 52

Bảng 3.3 Chi phí nhân công 54

Bảng 3.4 Chi phí sử dụng điện năng 54

Bảng 3.5 Chi phí sử dụng hóa chất 55

Bảng 3.7 Chi phí xử lý nước thải 55

Bảng 3.6 chi phí sử dụng nước sạch 55

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 2

1.1 Đặc tính nước thải bệnh viện: 2

1.1.1 Nguồn và chế độ hình thành nước thải bệnh viện: 2

1.1.2 Những đặc điểm hóa lý của nước thải bệnh viện: 2

1.1.3 Đặc trưng về vi trùng, virus và giun sán của nước thải bệnh viện: 3

1.2 Các nguồn phát sinh nước thải của bệnh viện: 4

1.2.1 Nguồn phát sinh: 4

1.2.2 Tác động của nước thải: 6

1.3 Các phương pháp xử lý nước thải: 7

1.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học [13]: 7

1.3.1.1 Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn [1,8,14]: 7

1.3.1.2 Lắng cát [4]: 8

1.3.1.3 Các loại bể lắng [2,4,8,11]: 9

1.3.1.4 Tách các tạp chất nổi [8,12]: 10

1.3.1.5 Lọc [12]: 10

1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý: 11

1.3.2.1 Đông tụ và keo tụ [10,11,12,13,16]: 11

1.3.2.2 Tuyển nổi [11,12,16]: 12

1.3.2.3 Hấp phụ [4,11]: 13

1.3.2.4 Trao đổi ion [8,11]: 14

1.3.2.5 Trích ly [4,8]: 15

1.3.2.6 Điện hóa [4,8]: 16

1.3.2.7 Các quá trình tách bằng màng [4,8]: 16

1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học [4,8,11,16,17]: 17

1.3.3.1 Phương pháp oxy hóa khử [8,11,16,17]: 17

1.3.3.2 Phương pháp trung hòa [8,11]: 19

1.3.3.3 Khử trùng nước thải [8,11,16,17]: 19

1.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học [4,11,17]: 20

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN VỚI LƯU LƯỢNG 200M3/NGÀY ĐÊM 22

2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải: 22

2.1.1 Thành phần nước thải: 22

2.1.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải: 23

2.2 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị: 24

2.2.1 Song chắn rác: 25

2.2.2 Bể thu gom nước thải: 27

2.2.3 Bể điều hòa: 29

2.2.4 Bể phản ứng, keo tụ tạo bông: 31

2.2.5 Bể lắng 1: 37

2.2.6 Bể aerotank: 40

2.2.7 Bể lắng 2: 46

2.2.8 Bể nén bùn: 49

2.2.9 Bể khử trùng: 50

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KINH TẾ 52

3.1 Chi phí xây dựng: 52

3.2 Chi phí mua thiết bị: 52

3.3 Chi phí vận hành: 54

3.3.1 Chi phí nhân công: 54

3.3.2 Chi phí sử dụng điện năng: 54

3.3.3 Chi phí hóa chất: 55

3.3.4 Chi phí sử dụng nước sạch: 55

3.4 Tổng chi phí xử lý nước thải: 55

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

LỜI NÓI ĐẦU

Bảo vệ môi trường hiện nay là vấn đề bức xúc trên toàn cầu nhất là tại các nước đang phát triển Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việc quan tâm đến môi trường là điều tất yếu Vấn đề bảo vệ sức khoẻ cho con người, bảo vệ môi trường sống trong đó bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm đã

và đang được Đảng và nhà nước, các tổ chức và người dân đều quan tâm Đó không chỉ là trách nhiệm của mỗi cá nhân mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội

Để bảo vệ môi trường sống, bảo vệ nguồn nước thiên nhiên được trong sạch chính chúng ta có nhiều biện pháp khác nhau Biện pháp xử lý nguồn nước thải trước khi thải ra môi trường tự nhiên cũng là một biện pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường

Với mục đích như vậy và với sự gợi ý của cô giáo TS Nguyễn Thị Kim

Dung, em đã nhận đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh

Viện công suất 200m 3 /ngày đêm”

Trong quá trình thực hiện đồ án em đã được sự giúp đỡ tận tình của cô giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thị Kim Dung và cùng các thầy cô giáo trong chuyên ngành Em xin trân thành bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô đã giúp đỡ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

1.1 Đặc tính nước thải bệnh viện:

1.1.1 Nguồn và chế độ hình thành nước thải bệnh viện:

Nước thải bệnh viện là một dạng của nước thải sinh hoạt và chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư Tuy nhiên, nước thải bệnh viện cực kỳ nguy hiểm về phương diện vệ sinh dịch tễ, bởi vì ở các bệnh viện tập trung những ngưởi mắc bệnh là nguổn của nhiều loại bệnh với bệnh nguyên học đã biết hay chưa biết đối với y học hiện đại Nước thải bệnh viện ngoài ô nhiễm thông thường (ô nhiễm khoáng chất và ô nhiễm các chất hữu cơ) còn chứa các tác nhân gây bệnh – những vi trùng, động vật nguyên sinh gây bệnh, trứng giun, virus, Chúng sẽ nhiều nếu bệnh viện có khoa truyền nhiễm Còn nguy hiểm hơn về phương diện dịch tễ là nước thải bệnh viện truyển nhiễm chuyên khoa, các khoa lao và những khoa khác Các chất ô nhiễm vào hệ thống thoát nước thông qua những thiết bị vệ sinh như: nhà tắm, bồn rửa mặt, nơi giặt giũ,…khi mà những đối tượng tiếp xúc với người bệnh

1.1.2 Những đặc điểm hóa lý của nước thải bệnh viện:

Trong nước thải bệnh viện có những chất bẩn khoáng và hữu cơ đặc thù: Các chế phẩm thuốc, các chất khử trùng, các đồng vị phóng xạ được sử dụng trong quá trình khám và điều trị bệnh Những chất này đã làm giảm hiệu quả xử

lý nước thải bệnh viện Việc sử dụng các chất hoạt độnh bề mặt đã làm giảm khả năng tạo huyền phù trong bể lắng, đa số các vi khuẩn tích tụ lại trong bọt Những chất tẩy rửa riêng biệt ảnh hưởng đến quá trình làm sạch sinh học nước thải, chất tẩy rửa anion làm tăng lượng bùn hoạt tính, chất tẩy rửa cation lại làm giảm đi

Lượng chất bẩn từ một giường bệnh trong ngày lớn hơn so với lượng chất bẩn của một người của khu dân cư thải vào hệ thống thoát nước là do việc hòa vào dòng thải không chỉ chất thải từ người bệnh mà còn là bộ phận phục vụ, chất thải từ quá trình điều trị Nồng độ chất bẩn còn phụ thuộc vào nguồn nước sử

dụng từ hệ thống đường ống cấp nước do nhà máy cung cấp hay từ hệ thống khoan giếng cục bộ

1.1.3 Đặc trưng về vi trùng, virus và giun sán của nước thải bệnh viện:

Điểm đặc thù của thành phần nước thải bệnh viện khác với nước thải sinh hoạt khu dân cư là sự lan truyển rất mạnh của các loại vi khuẩn gây bệnh Về phương diện này đặc biệt nguy hiểm là những bệnh viện có các khoa truyền nhiễm hay khoa lao, cũng như các khoa lây các bệnh soma

Đặc biệt nguy hiểm là nước thải nhiễm các vi khuẩn gây bệnh có thể dẫn đến dịch bệnh cho người và động vật qua nguồn nước, qua các loại rau được tưới bằng nước thải Những bệnh truyền nhiễm là bệnh tả, thương hàn, phó thương hàn, khuẩn salmonella, lỵ, bệnh do amip, bệnh do Lamblia, bệnh do Brucella, giun sán, viêm, gan,… Nước thải bệnh viện khác với nước thải sinh hoạt bởi những đặc điểm sau:

+ Lượng chất bẩn gây ô nhiễm tính trên một giường bệnh lớn hơn 2 – 3 lần lượng chất bẩn tính trên một đầu người Ở cùng một tiêu chuẩn sử dụng thì nước thải bệnh viện đặc hơn, nghĩa là nồng độ chất bẩn cao hơn nhiều

+ Thành phần nước thải bệnh viện không ổn định, do chế độ làm việc của bệnh viện không đều

+ Nước thải bệnh viện còn chứa những chất bẩn hữu cơ, khoáng đặc biệt và một lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh (chất tẩy rửa, đồng vị phóng xạ,…)

Bảng 1.1 Thành phần, tính chất nước thải tại một số bệnh viện Hà Nội

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Bệnh viện

phụ sản

Bệnh viện

354

Bệnh viện giao thông vận tải

Lưu lượng nước thải m3/ng 130 1200 170

Hàm lượng cặn lơ lửng mg/l 90 80 92

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Bệnh viện

phụ sản

Bệnh viện

354

Bệnh viện giao thông vận tải

Nước thải bệnh viện phát sinh từ những nguồn chính sau:

- Nước thải là nước mưa chảy tràn trên toàn bộ diện tích của bệnh viện Lượng nước thải này sinh ra do nước mưa rơi trên mặt bằng khuôn viên bệnh viện, được thu gom vào hệ thống thoát nước Chất lượng của nước thải này phụ thuộc vào độ sạch của khí quyển và mặt bằng rửa trôi của khu vực bệnh viện Nếu khu vực mặt bằng của bệnh viện như: sân bãi, đường xá không sạch chứa nhiều rác tích tụ lâu ngày, đường xá lầy lội thì nước thải loại này sẽ bị nhiễm bẩn nặng, nhất là nước mưa đợt đầu Ngược lại, khâu vệ sinh sân bãi, đường xá tốt… thì lượng nước mưa chảy tràn qua khu vực đó sẽ có mức độ ô nhiễm thấp

- Nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên y tế trong bệnh viện, của bệnh

nhân và của người nhà bệnh nhân đến thăm và chăm sóc bệnh nhân Là loại nước thải ra sau khi sử dụng cho các nhu cầu sinh hoạt trong bệnh viện của cán

bộ công nhân viên, bệnh nhân, người nhà bệnh nhân như: Nước thải ở nhà ăn, nhà vệ sinh, nhà tắm, từ các khu làm việc… Lượng nước thải này phụ thuộc vào

số cán bộ công nhân viên bệnh viện, số giường bệnh và số người nhà bệnh nhân thăm nuôi bệnh nhân, số lượng người khám bệnh Nước thải sinh hoạt chiếm gần 80% lượng nước được cấp cho sinh hoạt Nước thải sinh hoạt thường chứa những tạp chất khác nhau Các thành phần này bao gồm: 52% chất hữu cơ, 48% chất vô cơ ngoài ra còn chứa nhiều loại VSV gây bệnh, phần lớn các VSV có trong nước thải là các virus, vi khuẩn gây bệnh tả, lị, thương hàn…

- Nước thải từ các hoạt động khám và điều trị như: Trong các dòng nước thải của bệnh viện thì dòng thải này có thể coi là loại nước thải có độ ô nhiễm hữu cơ cao và chứa nhiều vi trùng gây bệnh nhất

Nước thải loại này phát sinh từ nhiều quá trình khác nhau trong hoạt động của bệnh viện (chẳng hạn từ khâu xét nghiệm, giải phẫu, sản nhi, súc rửa các dụng cụ y khoa, các ống nghiệm, các lọ hoá chất hoặc giặt tẩy quần áo bệnh nhân, chăn màn, ga giường cho các phòng bệnh và vệ sinh lau nhà, cọ rửa tẩy uế các phòng bệnh và phòng làm việc…) Nhìn chung nước thải loại này bao gồm: Cặn lơ lửng, các chất hữu cơ hoà tan, vi trùng gây bệnh, có thể cả chất phóng xạ… Đây là loại nước thải độc hại gây ô nhiễm môi trường lớn và ảnh hưởng nhiều tới sức khoẻ cộng đồng Do đó, nước thải loại này nhất thiết phải được xử

lý trước khi thải ra ngoài môi trường

+ Nước thải từ các phòng xét nghiệm như: Huyết học và xét nghiệm sinh hoá chứa chất dịch sinh học (nước tiểu, máu và dịch sinh học, hoá chất)

+ Khoa xét nghiệm vi sinh: Chứa chất dịch sinh học, vi khuẩn, virus, nấm,

ký sinh trùng, hoá chất

+ Khoa giải phẫu bệnh: Gồm nước rửa sản phẩm các mô, tạng tế bào

+ Khoa X-Quang: Nước rửa phim, chất thải phóng xạ lỏng là dung dịch có chứa tác nhân phóng xạ phát sinh trong quá trình chẩn đoán, điều trị như nứơc

tiểu của người bệnh, các chất bài tiết, nước súc rửa các dụng cụ có chứa phóng

xạ (nước súc rửa dụng cụ trong chẩn đoán hình ảnh có chứa hạt nhân phóng xạ tia , hạt nhân nguyên tử 67Ga, 75Se, 133Xe)

+ Điều trị bệnh: Nước thải chứa hoá chất và chất phóng xạ

+ Khoa sản: Nước thải chứa máu và các tạp chất khác

- Nước giặt giũ quần áo, ga, chăn màn…cho bệnh nhân

- Nước từ các công trình phụ trợ khác Nước còn có thể từ các công trình phụ trợ khác như: Nhà máy phát điện dự phòng, khu rửa xe…

Như vậy xét các nguồn phát sinh và thành phần của các nước thải bệnh viện, có thể nói rằng nước thải bệnh viện là loại nước thải nguy hiểm, chứa rất nhiều vi trùng gây bệnh và các hợp chất hữu cơ độc hại khác, nếu không qua xử

lý mà thải ra hệ thống thoát nước chung sẽ gây ô nhiễm nặng cho môi trường, ảnh hưởng tới sức khoẻ của toàn cộng đồng

1.2.2 Tác động của nước thải:

Nước thải y tế có đặc tính là khi chưa bị phân hủy chứa nhiều cặn lơ lửng

và có mùi tanh khó chịu Trong nước thải y tế có chứa nhiều vi khuẩn, mầm bệnh, máu, hóa chất, thuốc men và các chất thải mang các chất ô nhiễm khác nhau sau khi thực hiện công tác khám và chữa bệnh thải ra môi trường nước

Nước thải y tế thải ra chứa vô số vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn với số lượng 108 - 109 tế bào trong 1ml nước thải Nước thải này có khả năng gây nguy hại tới con người và động thực vật nếu thải ra môi trường mà không xử lý triệt để Nước thải sinh hoạt vượt quá quy chuẩn quy định, có thể gây ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận do hàm lượng hữu cơ cao, lượng cặn lơ lửng lớn và chứa

vi khuẩn vi sinh thường chứa trong ruột người như E.coli, salmonella…đi vào nước thải theo phân và nước tiểu, đó là những vi sinh vật có khả năng gây bệnh Hàm lượng hữu cơ cao trong nước thải sinh hoạt sau một thời gian tích lũy sẽ lên men, phân hủy, tạo ra các khí, mùi và màu đặc trưng, ảnh hưởng đến mỹ quan môi trường

Mặt khác, nước thải chứa nhiều chất hữu cơ sẽ là môi trường thuận lợi cho vi trùng phát triển, khi thoát ra môi trường sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, làm cho nguồn nước không sử dụng vào các mục đích khác được

1.3 Các phương pháp xử lý nước thải:

1.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học [13]:

Do đặc thù của nước thải bệnh viện hạt rắn lơ lửng, COD, BOD, vi sinh vật cao nên chọn phương pháp xử lý thích hợp phải dựa vào các yếu tố như lượng nước thải, đặc tính nước thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ

Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá trình thủy cơ Việc lựa chọn phương pháp xử lý tùy thuộc vào kích thước hạt , tính chất hóa lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết

Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ đến 60% các tạp chất không hòa tan trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất các công trình xử

lý cơ học có thể dung biện pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể lên tới 75% chất lơ lửng và 40÷50% BOD

1.3.1.1 Lọc qua song chắn hoặc lưới chắn [1,8,14]:

Đây là bước xử lý sơ bộ, mục đích của quá trình là khử tất cả các tạp chất

có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải

- Song chắn rác: Nhằm giữ lại các vật thô ở phía trước Song chắn được chia làm hai loại di động hoặc cố định, thường được đặt nghiêng một góc 60o -

75o theo hướng dòng chảy, được làm bằng sắt tròn hoặc vuông và cũng có thể là vừa tròn vừa vuông, thanh nọ cách thanh kia khoảng 60 ÷ 100mm để chắn các vật thô 10 ÷ 25mm để chắn vật nhỏ Vận tốc dòng chảy qua song chắn thường là 0,8 ÷ 1 m/s Trước chắn rác còn được lắp thêm máy nghiền để nghiền nhỏ các tạp chất

Đối với song chắn rác, ta có thể phân biệt:

• Theo khe hở của song chắn có 3 kích cỡ: Loại thô lớn (30 - 200 mm), loại trung bình (16 - 30 mm), loại nhỏ (dưới 16 mm )

• Theo cấu tạo của song chắn: Loại cố định và loại di động

• Theo phương cách lấy rác: Loại thủ công và loại cơ giới

Thanh đan trong song chắn có thể có hình tròn ( φ = 8 - 10 mm) hoặc hình chữ nhật (tiết diện ngang (l x b) = 10 x 40 mm, 8 x 60 mm, ) Hình tròn thì thuận lợi cho dòng chảy nhưng khó cào rác, còn hình chữ nhật thì gây tổn thất dòng chảy Có nhiều hình dạng khác, tốt nhất là hình bầu dục, nhưng chi phí loại này cao

Loại song chắn rác di động thường ít được sử dụng do thiết bị phức tạp và quản lý khó Phổ biến là loại chắn rác dạng thanh chữ nhật cố định, rác được lấy bằng cào sắt gắn với một trục quay Lượng rác được giữ lại phụ thuộc vào khe

hở giữa các thanh chắn Tuỳ theo mức độ rác trong nước thải, người ta định các khe hở của song chắn, nếu rộng quá thì sẽ không ngăn rác hiệu quả, còn nếu hẹp quá thì cản trở dòng chảy

- Lưới lọc: Sau song chắn rác, để có thể loại bỏ các tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ và mịn hơn người ta có thể đặt thêm lưới lọc Lưới có kích thước lỗ từ 0,5 ÷ 1mm Lưới lọc được thiết kế với nhiều hình dạng khác nhau

1.3.1.2 Lắng cát [4]:

Bể lắng cát thường được thiết kế để tách các tạp chất rắn vô cơ không tan, những hạt cát, sạn nhỏ có trong nước thải, đặc biệt là những hệ thống thoát nước mưa và nước thải chảy chung, có kích thước từ 0,2 ÷ 2 mm ra khỏi nước thải Các hạt cát này có thể gây hư hỏng máy bơm và làm nghẽn các ống dẫn bùn của các bể lắng Khi lượng nước thải lớn hơn 100 m3/ngày thì việc xây dựng bể lắng cát là cần thiết Dựa vào nguyên lý trọng lực, dòng nước thải được cho vào bể lắng, nước qua bể lắng, dưới tác dụng của trọng lực, cát nặng sẽ lắng xuống dưới

và kéo theo một phần chất đông tụ Dòng chảy trong các bể nên khống chế ở vào khoảng Vmax ≈ 0,3m/s nhằm đảm bảo các hạt cát có thể lắng chìm xuống đáy, đồng thời cũng không nên để nước chảy với vận tốc nhỏ hơn 0,15m/s làm các liên kết hữu cơ trong nước thải lắng đọng Thời gian nước lưu lại trong bể lắng

từ 30 - 60 giây Các bể lắng cát có hố thu cát ở đầu bể, cát được thu hồi bằng

biện pháp thủ công khi lượng cát < 0,5 m3/ngày đêm, trên lượng này có thể dùng

cơ giới như bơm phun tia, gàu xúc, bơm ruột xoắn…Theo nguyên lý làm việc chia bể lắng thành hai loại: Bể lắng ngang và bể lắng đứng

1.3.1.3 Các loại bể lắng [2,4,8,11]:

Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố chính sau: Lưu lượng nước, thời gian lắng, khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng, tải lượng thủy lực, sự keo tụ các hạt rắn, vận tốc dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt

độ nước thải và kích thước bể

- Bể lắng ngang:

Có dạng hình chữ nhật Thông thường bể lắng ngang được sử dụng trong các trạm xử lý có công suất trên 3000m3/ ngày đêm đối với trường hợp xử lý nước có dùng phèn, áp dụng công suất bất kỳ đối với trạm xử lý nước không dùng phèn

Trong bể lắng ngang người ta chia dòng chảy trong bể thành bốn vùng: Vùng nước thải vào, vùng tách, vùng xả nước ra, vùng bùn Bể có chiều sâu 1,5

÷ 4m, chiều dài bằng 8 ÷ 12 lần chiều cao H, chiều rộng kênh từ 3 ÷ 6m Vận tốc dòng chảy trong bể không lớn hơn 0,01m/s, thời gian lưu nước từ 1 ÷ 3 giờ

Có hai loại bể lắng ngang:

+ Bể lắng ngang thu nước cuối, thường kết hợp với bể phản ứng có vách ngăn hoặc bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng

+ Bể lắng ngang thu nước đều trên bề mặt

- Bể lắng đứng:

Bể lắng đứng có dạng vuông hoặc tròn, được sử dụng cho các trạm xử lý

có công suất nhỏ hơn 3000m3/ngày đêm Nước thải được đưa vào tâm bể với tốc

độ không quá 30m/s, thời gian lưu nước từ 45 ÷ 120 phút

Nước chuyển động trong bể từ dưới lên trên, các hạt cặn rơi ngược chiều với chiều chuyển động của nước Khi xử lý nước không dùng chất keo tụ, các hạt cặn có tốc độ rơi lớn hơn tốc độ dâng của dòng nước sẽ lắng xuống đáy bể Khi xử lý nước có dung chất keo tụ, thì còn có thêm một số hạt cặn có tốc độ rơi

nhỏ hơn tốc độ chuyển động của dòng nước cũng được lắng theo Hiệu quả lắng trong bể lắng đứng phụ thuộc vào chất keo tụ, sự phân bố đều của dòng nước và chiều cao vùng lắng

Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính từ 16 ÷ 60m, chiều cao phần nước chảy 1,5 ÷ 5m, tỷ lệ đường kính/chiều sâu từ 6 ÷ 30 Đáy bể có độ dốc i ≥ 0,02 về tâm để thu cặn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể

và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài hệ thống gạt cặn quay tròn Thời gian nước lưu trong

bể từ 85 ÷ 90 phút Hiệu suất lắng cặn đạt 60%

1.3.1.4 Tách các tạp chất nổi [8,12]:

Dầu mỡ trong nước thải một có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, chúng gây ảnh hưởng xấu đến công trình thoát nước, làm bịt kín lỗ hổng giữa các vật liệu lọc trong các bể lọc sinh học, phá hủy cấu trúc bùn hoạt tính trong bể aeroten, gây khó khăn cho quá trình lên men cặn và hấp thụ oxy của không khí vào nước làm quá trình tự làm sạch nguồn nước bị cản trở Vì vậy trước khi xử lý phải tách dầu mỡ

Loại các tạp chất nổi khỏi nước thực chất cũng giống như lắng các chất rắn, chỉ khác trong trường hợp này tỷ trọng hạt nhỏ hơn tỷ trọng nước do đó hạt sẽ nổi lên Việc loại dầu mỡ khỏi bể được thực hiện tuỳ thuộc vào chiều dày lớp dầu Những sản phẩm bị giữ lại bể thu dầu chứa 30 – 40% nước và các tạp chất

cơ học Hệ này là một loại nhũ tương dầu – nước Để tách nước khỏi hệ này người ta dùng thùng đun nóng bằng hơi

1.3.1.5 Lọc [12]:

Lọc được áp dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước thải mà các bể lắng không thể loại được chúng Trong bể lọc thường dung các vật liệu lọc dạng tấm và dạng hạt, quá trình xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất chân không sau vách ngăn Các vật liệu lọc như: niken, đồng thau, cát thạch anh, than

antraxit, than cốc, sỏi, đá, than gỗ…Việc lựa chọn loại vật liệu lọc phải tuỳ thuộc vào tình chất nước thải và điều kiện địa phương

1.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý:

1.3.2.1 Đông tụ và keo tụ [10,11,12,13,16]:

Sử dụng để tách các chất gây bẩn dạng keo và hoàn tan có khích thước quá nhỏ bằng phương pháp lắng Việc khử các hạt keo rắn bằng phương pháp lắng trọng lượng đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích của chúng, sau đó liên kết chúng với nhau Quá trình trung hòa điện tích thường gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông keo có kích thước lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ

- Quá trình đông tụ:

Các chất đông tụ thường dùng là các muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp của chúng Việc lựa chọn các chất đông tụ phụ thuộc vào tính chất lý hóa, chi phí, nồng độ tạp chất trong nước, pH và thành phần muối trong nước Trong thực tế người ta thường sử dụng các chất đông tụ sau: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O

Thủy phân

+ Phèn nhôm: Cho vào nước chúng phân ly Al3+

-> Al(OH)3

Al3++ 3H2O = Al(OH)3 + 3H+

Độ pH của nước ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thuỷ phân:

pH < 4.5 : không xảy ra quá trình thuỷ phân

pH = 5.5 – 7.5 : đạt tốt nhất

pH > 7.5 : hiệu quả keo tụ không tốt

Nhiệt độ của nước thích hợp vào khoảng 20 - 40oC, tốt nhất 35 - 40oC

Ngoài ra các yếu tố ảnh hưởng khác như : thành phần Ion, chất hữu cơ, liều lượng

+ Phèn sắt : gồm sắt (II) và sắt (III):

a Phèn Fe (II) : khi cho phèn sắt (II) vào nước thì Fe(II) sẽ bị thuỷ phân thành Fe(OH)2

Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+ Trong nước có O2 tạo thành Fe(OH)3

pH thích hợp là 8 – 9 => có kết hợp với vôi thì keo tụ tốt hơn

Phèn FeSO4 kỹ thuật chứa 47-53% FeSO4

1.3.2.2 Tuyển nổi [11,12,16]:

Dùng để tách các tạp chất phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng Trong xử lý nước thải, tuyển nổi được sử dụng để khử các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào trong pha lỏng Các bọt khí đó kết dính với các hạt chất bẩn và khi lực nổi của tập hợp các bông khí và hạt đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt Sau đó chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn trong chất lỏng ban đầu Có hai hình thức tuyển nổi: Sục khí ở áp suất khí quyển và bão hoà không khí ở ấp suất khí quyển sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không

1.3.2.3 Hấp phụ [4,11]:

Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải chứa kim loại và chất bẩn khác nhau Có thể dùng để xử lý cục bộ khi trong nước hàm lượng chất nhiễm bẩn nhỏ và có thể xử lý triệt để nước thải đã qua xử lý sinh học hoặc qua các biện pháp xử lý hoá học Hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặt phân chia giữa hai pha gọi là hiện tượng hấp phụ Hấp phụ có thể diễn ra ở bề mặt biên giới giữa hai pha lỏng và khí, giữa pha lỏng và pha rắn Những chất hấp phụ có thể là : Than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, đôlômit, cao lanh, tro và các dung dịch hấp phụ lỏng Bông cặn của những chất keo tụ (hydroxit của kim loại) và bùn hoạt tính từ bể aeroten cũng có khả năng hấp phụ

Sử dụng phương pháp hấp thụ có thể hấp thụ đến 58 – 95% các chất hữu cơ

và màu Ngoài ra, để loại kim loại năng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta còn dùng than bùn để hấp thụ và nuôi bèo tẩy trên mặt hồ

Hấp phụ chất bẩn hoà tan là kết quả của sự di chuyển phân tử của những chất đó từ nước vào bề mặt chất hấp phụ dưới tác dụng của trường lực bề mặt Trường lực bề mặt gồm có hai dạng :

- Hyđrat hoá các phân tử chất ta, tức kà tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất rắn hoà tan với những phân tử nước

- Tác dụng tương hỗ giữa các phân tử chất bẩn bị hấp phụ với các phân tử trên

bề mặt chất rắn

Khi xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ thì đầu tiên sẽ loại được các phân tử của các chất không phân ly thành ion rồi sau đó mới loại được các chất phân ly Khả năng hấp phụ chất bẩn trong nước thải phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ Nhiệt độ thấp quá trình hấp phụ xãy ra mạnh nhưng nếu quá cao thì có thể diễn ra quá trình khứ hấp phụ Chính vì vậy người ta dùng nhiệt độ để phục hồi khả năng hấp phụ của các hạt rắn khi cần thiết

Người ta phân biệt hai kiểu hấp phụ : hấp phụ trong điều kiện tĩnh và hấp phụ trong điều kiện động

- Hấp phụ trong điều kiện tĩnh: Là không cho sự chuyển dịch tương đối của phân tử nước so với phân tử chất hấp phụ mà chúng cùng chuyển động với nhau

- Hấp phụ trong điều kiện động: Là sự chuyển động tương đối của phân tử nước so với phân tử chất hấp phụ Hấp phụ trong điều kiện động là một quá trình diễn ra khi cho nước thải lọc qua lớp vật liệu lọc hấp phụ Thiết bị để thực hiện quá trình đó gọi là thùng lọc hấp phụ hay còn gọi là tháp hấp phụ

1.3.2.4 Trao đổi ion [8,11]:

Trao đổi ion là một quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi ion với ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các ionit (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước Các chất có khả năng hút các ion dương từ dung dịch điện ly gọi là các cationit Những chất này mang tính axit Những chất có khả năng hút các ion âm gọi là anionit và chúng mang tính kiềm Nếu như các ion nào đó trao đổi cả cation và anion thì người ta gọi chúng là các ionit lưỡng tính

Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để xử lý các kim loại như Zn, Cu,Ni, Pb, Hg, Cd, Mn,… cũng như các hợp chất của asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ nước thải khỏi Phương pháp này cho phép thu hồi các kim loại

có giá trị và đạt được mức độ xử lý cao Vì vậy nó là phương pháp để ứng dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước cấp và nước thải

Các chất trao đổi tion có thể là các chất vô vơ hay hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp nhan tạo Nhóm các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên gồm có các zeolit, kim loại khoáng chất, đất sét, fenspat, chất mica khác nhau,…

- Các chất chứa nhôm silicat loại : Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2O

- Các chất florua apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxyt apatit [Ca5(PO4)3]OH

- Các chất có nguồn gốc từ các chất vô cơ tổng hợp gồm silicagel, permutit (chất làm mềm nước) ,

- Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên gồm axut humic của đất (chất mùn) và than đá, chúng mang tính axit yếu

- Các chất trao đổi ion hữu cơ tổng hợp là các nhựa có bề mặt riêng lớn, chúng là những hợp chất cao phân tử Ví dụ, các chất trao đổi cation sunfua RSO3H, trong đó H+

ion trái dấu và SO2– ion nhận điện tử ; hoặc cation cacboxylic : R-COOH ; cation phenolic : R-OH ; cation photpho : R – PO3 - H

Cơ chế trao đổi ion có thể gồm những giai đoạn sau :

- Di chuyển ion A từ nhân của dòng chất thải lỏng tới bề mặt của lớp biên giới màng chất lỏng bao quanh hạt trao đổi ion

- Khuếch tán lớp ion qua lớp biên giới

- Chuyển ion đã qua biên giới phân pha và hạt nhựa trao đổi

- Khuếch tán ion A bên trong hạt nhựa trao đổi tới các nhóm chức năng trao đổi ion

- Phản ứng hoá học trao đổi ion A và B

- Khuếch tán ion B bên trong hạt trao đổi ion tới biên giới phân pha

- Chuyển các ion B qua biên giới phân pha ở bề mặt trong của màng chất lỏng

- Khuếch tán các ion B qua màng

- Khuếch tán các ion B vào nhân dòng chất lỏng

1.3.2.5 Trích ly [4,8]:

Trong hỗn hợp hai chất lỏng không hoà tan lẫn nhau, bất kỳ một chất thứ

ba nào khác sẽ hoà tan trong hai chất lỏng trên theo quy luật phân bố Như vậy trong nước thải chứa các chất bẩn, nếu chúng ta đưa vào một dung môi và khuấy đều thì các chất bẩn đó hoà tan vào dung môi theo đúng quy luật phân bố đã nói

và nồng độ chất bẩn trong nước sẽ giảm đi Tiếp tục tách dung môi ra khỏi nước thì nước thải coi như được làm sạch Phương pháp tách chất bẩn hoà tan như vậy gọi là phương pháp trích ly Hiệu suất xử lý nước thải tuỳ thuộc vào khả năng phân bố của chất bẩn trong dung môi, giá trị của hệ số phân bố hay khả năng trích ly của dung môi

Kỹ thuật trích ly có thể tiến hành như sau : cho dung môi vào trong nước thải và trộn đều cho tới khi đạt trạng thái cân bằng Tiếp đó cho qua bể lắng Do

sự chênh lệch về trọng lượng riêng nên hỗn hợp sẽ phân ra hai lớp và dễ tách biệt chúng ra bằng phương pháp cơ học Quá trình gồm ba giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Trộn đều nước thải với chất trích ly, giữa các chất lỏng hình thành hai pha lỏng

- Giai đoạn 2: Phân riêng hai pha lỏng nói trên

- Giai đoạn 3: Tái sinh chất trích ly

1.3.2.6 Điện hóa [4,8]:

Các phương pháp điện hoá cho phép thu hồi từ nước thải các sản phẩm có giá trị bằng các sơ đồ công nghệ tương đối đơn giản và có thể tự động hoá Không cần sử dụng tác nhân hoá học, nhược điểm là tiêu hao điện năng Gồm các phương pháp chính sau :

- Oxy hoá của anot và khử của catot

- Đông tụ điện

- Tuyển nổi bằng điện

Người ta sử dụng các quá trình oxy hóa của anot và khử ở catot, đông tụ điện…để xử lý các tạp chất hoà tan và phân tán trong nước thải Tất cả các quá trình này đều xảy ra trên các điện cực cho dòng điện một chiều đi qua nước thải

1.3.2.7 Các quá trình tách bằng màng [4,8]:

Các kỹ thuật như điện thẩm tích, thẩm thấu ngược, siêu lọc và các quá trình tương tự khác ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xử lý nước thải Màng được định nghĩa là một pha đóng vai trò ngăn cách giữa các pha khác nhau Nó

có thể là chất rắn, hoặc một gel (chất keo) trương nở do dung môi hoặc thậm chí

cả một chất lỏng Việc ứng dụng màng để tách các chất, phụ thuộc vào độ thấm của các hợp chất đó qua màng

- Thẩm thấu ngược:

Thẩm thấu là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một dung dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua màng bán thấm Ơ tại một áp suất nhất định, sự cân bằng được thiết lập thì áp suất đó được gọi là áp suất thẩm thấu

Người ta cho rằng nếu như chiều dày của lớp phân tử nước bị hấp phụ bằng hay lớn hơn nửa đường kính mao quản của màng thì dưới tác dụng của áp suất thì chỉ có nước sạch đi qua; mặt dù kích thứơc của nhiều ion nhỏ hơn kích thước của phân tử nứơc Các màng hydrat cùa các ion này đã cản trở không cho chúng

đi qua mao quản của màng Kích thước lớp màng hydrat của các ion khác nhau

sẽ khác nhau

- Siêu lọc:

Quá trình siêu lọc cũng phụ thuộc vào áp suất động lực và đòi hỏi màng cho phép một số cấu tử thấm qua và giữ lại một số cấu tử khác Điều khác biệt là

ở chỗ siêu lọc thưởng sử dụng để tách dung dịch có khối lượng phân tử bột và

có áp suất thẩm thấu nhỏ (ví dụ các vi khuẩn, tinh bột, đất sét,…) Còn thẩm thấu ngược thường được sử dụng để khử các chất có khối lượng phân tử thấp và

áp suất thẩm thấu cao

Khi sử dụng kết hợp thẩm thấu ngược và siêu lọc có thể làm đậm đặc và phân tách các chất hoà tan hữu cơ và vô cơ trong nước thải Sau quá trình siêu lọc nhận được phần đậm đặc chứa các chất hữu cơ, còn trong quá trình thẩm thấu ngược sẽ nhận được phần đậm đặc của chất vô cơ

- Thẩm tách và điện thẩm tách:

Phép thẩm tách là quá trình phân tách các chất rắn bằng sử dụng khuếch tán không bằng nhau qua màng Tốc độ khuếch tán có liên quan đến gradien nồng

độ qua màng

1.3.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học [4,8,11,16,17]:

1.3.3.1 Phương pháp oxy hóa khử [8,11,16,17]:

Các chất bẩn trong nước thải công nghiệp chứa các chất bẫn dạng hữu cơ

và vô cơ Dạng hữu cơ bao gồm đam, mỡ đường, các chất chứa phenol, nitơ,

Đó là những chất có thể bị phân huỷ bởi vi sinh có thể xử lý bằng phương pháp sinh hoá Nhưng có một số chất có những nguyên tố không thể xử lí được bằng phương pháp sinh hoá (đó là những kim loại nặng như đồng, chì, niken, coban, sắt, mangan, crom, ) Vì vậy để xử lý những chất độc hại, người ta thường

dùng phương pháp hoá học và hoá lý, đặt biệt thông dụng nhất là phương pháp oxy hoá khử

Các chất oxy hoá thường dùng: clo và hợp chất của clo, H2O2, O3, oxy không khí, tia UV

- Oxy hoá bằng Clo: Clo và các chất có chứa Clo hoạt tính là những chất oxy hoá có thể lợi dụng để tách H2S, hyđrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải

- Oxy hoá bằng hyđro peoxit Hyđro peoxit H2O2 là một chất lỏng không màu

có thể trộn lẫn với nước ở bất kỳ tỉ lệ nào H2O2 được dùng để oxy hoá các nitrit , các aldehit, phenol, xyanua, các chất thải chứa lưu huỳnh và các chất nhuộm mạnh

- Oxy hoá bằng oxy trong không khí: Ngoài chức năng là oxy trong không khí được sử dụng để tách sắt ra khỏi nước cấp, oxy còn sử dụng để oxy hoá sunfua trong nước thải của nhà máy giấy, chế biến dầu mỏ Quá trình oxy hoá hyđrosunfua thành sunfua lưu huỳnh diễn ra qua các giai đoạn thay đổi hoá trị của lưu huỳnh từ -2 đến -6

H2AsO2 + MnO2+ H2SO4 = H2AsO4 + MnSO4 + H2O

Khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng mức độ oxy hoá Chế độ oxy hoá` tối ưu như sau Lượng MnO2 tiêu tốn : MnO2 bằng 4 lần so với lượng tính toán theo lý thuyết: độ axit của nước là 30 – 40 g/l ; nhiệt độ của nước là 70oC - 80oC Quá trình oxy hoá này thường được tiến hành bằng cách lọc nước thải qua lớp vật liệu MnO2 buộc khuấy trộn nước thải với vật liệu MnO2

- Ozon hóa: Phương pháp này dùng để khử tạp chất nhiễm bẩn, khử màu, khử các vị lạ có trong nước Quá trình oxy hoá có thể làm sạch nước thải khỏi phenol, sản xuất dầu mỏ, H2S, các hợp chất asen, các chất hoạt động bề mặt, xyanua, chất nhuộm,

Trong xử lý bằng ozon, các hợp chất hữ cơ bị phân huỷ và xãy ra sự khử trùng đối với nước Các vi khuẩn bị chết nhanh so với xử lý bằng clo vôi nghìn lần

1.3.3.2 Phương pháp trung hòa [8,11]:

Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa đưa về pH khoảng 6,5 ÷ 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa bằng cách dùng các dung dịch axit hoặc muối axit, các dung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hòa dịch nước thải

Một số hóa chất dùng để trung hòa: CaCO3, CaO, Ca(OH)2, MgO, Mg(OH)2,CaO0.6MgO0.4,(Ca(OH)2)0.6(Mg(OH)2)0.4,NaOH, Na2CO3, H2SO4, HCl, HNO3,…

Trung hòa nước thải được thực hiện bằng cách khác nhau:

- Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí axit bằng nước kiềm hoặc hấp thụ ammoniac bằng nước axit…

Việc lựa chọn phương pháp trung hòa tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước, khả năng sẵn có và giá thành của tác nhân hóa học Trong quá trình trung hòa, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượng tác nhân sử dụng cho quá trình

1.3.3.3 Khử trùng nước thải [8,11,16,17]:

Dùng các hóa chất hoặc các tác nhân có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh, giun, sán…trong một thời gian nhất định, để đảm bảo các tiêu chuẩn vệ sinh Tốc độ khử trùng phụ thuộc vào nồng độ của chất khử trùng, nhiệt độ nước, hàm lượng cặn và các chất khử trong nước, khả năng phân ly của chất khử trùng Các chất khử trùng thường sử dụng: Khí hoặc clo lỏng, nước javen, vôi clorua, các hypoclorit, cloramin B…

Một số phương pháp khử trùng thường sử dụng:

- Phương pháp clo hóa

- Clo hóa nước thải bằng clorua vôi

- Khử trùng bằng ozon

- Khử trùng bằng tia tử ngoại

1.3.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học [4,11,17]:

Người ta sử dụng phương pháp sinh học để làm sạch nước thải sinh hoạt cũng như nước thải sản xuất khỏi nhiều chất hữu cơ hòa tan và một số chất vô

cơ như H2S, các sulfit, ammoniac, nitơ…

Phương pháp này sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận các chất dinh dưỡng từ nước thải để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa

Phương pháp này để xử lý hiệu quả, nước thải không chứa các độc chất, tạp chất, các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không vượt quá nồng độ cực đại cho phép và có tỷ số BOD/COD ≥ 0,5

Gồm hai loại chính:

Phương pháp hiếu khí:

Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, để đảm bảo hoạt động của chúng cần cung cấp oxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 ÷ 40oC

Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa, các chất hữu cơ hòa tan, các chất keo

và phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật Quá trình vi sinh vật hấp thụ chất bẩn gồm ba giai đoạn:

- Di chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt của tế bào vi sinh vật do khuếch tán đối lưu và phân tử

- Di chuyển chất từ bề mặt ngoài của tế bào vi sinh vật qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ các chất trong và ngoài tế bào

- Quá trình chuyển hóa các chất ở trong tế bào vi sinh vật với sự sản sinh năng lượng và quá trình tổng hợp các chất mới từ tế bào với sự hấp thụ năng lượng

Phương pháp yếm khí:

Sử dụng vi sinh vật yếm khí lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học cũng như nước thải công nghiệp chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD = 4 ÷ 5 g/l)

Tùy thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng mà phân loại quá trình thành: Lên men rượu, lên men axit lactic, lên men metan Sản phẩm cuối cùng của quá trình lên men là: cồn, các axit, axeton, khí CO2, H2, CH4

Quá trình công nghệ gồm ba giai đoạn:

- Giai đoạn1: Lỏng hóa nguyên liệu để vi khuẩn sử dụng các chất dinh dưỡng

- Giai đoạn 2: Giai đoạn tạo thành axit

Vi khuẩn tạo axit

CHC các axit hữu cơ (CH3COOH, C2H5COOH,

C3H7COOH…)

- Giai đoạn 3: Tạo thành khí metan

Vi khuẩn tạo metan

Các axit hữu cơ CH4 + CO2

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

BỆNH VIỆN VỚI LƯU LƯỢNG 200M 3 /NGÀY ĐÊM

2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải:

2.1.1 Thành phần nước thải:

Bảng 2.1 Thông số đầu vào nước thải

1 Lưu lượng m3/ngày đêm 200

2.1.2 Thông số nước thải sau xử lý:

Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn theo QCVN 28: 2010/BTNMT cột

B do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế biên soạn, Tổng cục Môi trường, Vụ Khoa học và Công nghệ và Vụ Pháp chế trình duyệt và được ban hành theo Thông tư số 39/2010/TT-BTNMT ngày 16 tháng 12 năm 2010 của

Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý

2.1.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải:

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải:

Nước thải đã xử lý

Bể phản ứng

Bể lắng cấp II

Bể nén bùn

Bể tạo bông

Thiết bị clo hoá

Sân phơi bùn

Bể tập trung

Bể lắng cấp I

Bể sinh học

Nước thải

vào

Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải từ tất cả các khoa của bệnh viện được đưa về bể tập trung Nhiệm vụ của bể tập trung là điều hoà nồng độ các chất gây ô nhiễm từ các khoa với thời gian khác nhau trong ngày và đảm bảo lưu lượng đều cho hệ thống xử

lý nước thải Để chống lắng, không khí nén được đưa vào hệ thống đặt dưới đáy thiết bị tạo ra sự chuyển động mạnh của nước thải Sau đó nước trong bể điều hoà được bơm vào bể lắng cấp I để tách các hạt rắn lớn và cát ra khỏi dòng thải nhằm mục đích không để các hạt rắn to này lắng trong bể xử lý sinh học phía sau Nước sau bể lắng cấp I tự chảy vào bể sinh học bùn hoạt tính Bể sinh học làm việc theo phương pháp bùn hoạt tính háo khí Tại đây các chất hữu cơ có trong nước thải bị vi sinh vật háo khí chuyển thành khí CO2 và sinh khối Để bể sinh học làm việc tốt phải cấp oxi cho vi sinh vật sống bằng cách cung cấp không khí vào máy nén khí, khí nén ngoài vai trò cung cấp oxi không khí cho vi sinh vật còn khuấy trộn nước thải để không cho chất rắn lắng xuống đáy thiết bị

xử lý sinh học Nước từ bể xử lý sinh học ra chứa rất nhiều chất rắn lơ lửng bao gồm chất rắn lơ lửng có sẵn trong nước thải, bùn hoạt tính và sinh khối Để tách được các chất này nước thải được đưa vào hệ thống lắng bao gồm thiết bị phản ứng trộn hoá chất, thiết bị tạo bông, bể lắng cấp II, hoá chất tạo bông được chứa trong các thùng chứa được bơm định lượng cấp vào các thiết bị phản ứng Nước

ra khỏi bể lắng cấp II được khử trùng bằng clo Bùn thải bể lắng cấp I và cấp II

tự chảy vào sân phơi lọc bùn, một phần được bơm bùn bơm lại bùn về bể xử lý sinh học để luôn đảm bảo mật độ bùn hoạt tính cao trong bể sinh học Bùn thu được từ sân lọc bùn có độ ẩm 70 - 75% được đưa đến bãi tập trung rác thải

2.2 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị:

Qngàytb = 200m3/ngày đêm

Lượng nước thải vào hệ thống: Qht = 0,9 × 200 = 180 (m3/ ngày đêm)

Lưu lượng thiết kế trong hệ thống: Q = 1,2 × 180 = 216 (m3/ngày đêm)

Qh= = 9 (m3/h)